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焦化专业培训教材

第一章配煤

第一节配煤的目的意义及原则

从前，炼焦只用单种焦煤，由于炼焦工业的发展，焦煤的储量开始感到不足。

而且还存在着煤炼的焦饼收缩小，推焦困难；焦煤膨胀压力很大，容易胀坏炉体；焦煤挥发分少，炼焦化学产品产率小等缺点。

为了克服这些缺点，采用了多种煤的配煤炼焦。

配煤炼焦扩大了炼焦煤资源，把不能单独炼成合格冶金焦的煤，经过几种煤配合可炼出优质焦炭，还可以降低煤料的膨胀压力，增加收缩，利于推焦，并可提高化学产品产率。

配煤炼焦可以少用好焦煤，多用结焦性差的煤，使国家资源不但利用合理，而且还能获得优质产品。

为了保证焦炭质量，又利于生产操作，在确定配煤方案时，应考虑以下几项原则：

1、配合煤的性质与本厂的煤料预处理工艺以及炼焦条件相适应，保证焦炭质量达到规定的技术质量指标，满足用户的要求。

2、符合区域配煤的原则，有利于扩大炼焦煤资源，充分利用弱粘结煤。

3、有利于增产焦炉煤气及化学产品，控制煤料受热所产生的膨胀压力，避免难推焦。

4、缩短来煤的平均距离，便于车辆调配，避免“逆流”现象。

5、来煤数量均衡，质量均匀。

6、降低生产成本，有经济效益。

要确定炼焦配煤的配煤比，除了符合以上各点基本原则之外，首先要做配煤试验。

在试验前，要将各单种煤的工业分析和胶质层厚度、G值等有关指标测定完，再按一定配合比例对配煤中的水分、灰分、硫分、挥发分、y值、G值等进行加和计算，当发现有的指标有问题时，重新调整配合煤的配煤比。

使配煤比满足配煤工艺指标的要求。

按比例配合好的炼焦煤进行小焦炉（或铁箱）试验。

炼出的焦炭符合技

术质量指标要求，即把这个配煤比定为焦炉生产的配煤比。

在焦化厂生产中，需要变更配煤比时，一般是根据实践经验适当增减某几种煤，或者按煤场贮存某种煤数量的情况调整配煤比。

第二节配合煤的质量指标

高炉冶炼要求焦炭低灰、低硫、高强度、热性能稳定，为了保证焦炭的质量，配合煤的质量应该符合以下质量指标。

1、水分

配合煤水分多少和其稳定与否，对焦炭产量、质量以及焦炉寿命有很大影响。

煤料堆密度与水分有较大关系，干煤堆密度最大，随着水分增加堆密度减少，当水分在7%--8%时，堆密度最小，为干煤堆密度的85%左右，水分继续增加，堆密度稍有增加。

又因水分汽化热大，煤料异热性差，不能迅速将热量传给煤料内层，经估算将一千克煤加热到2000℃所需热量与将此煤中所含10%水，汽化个加热到2000℃所需热量相当，所有没有得到足够热量使水分完全汽化之前，煤料温度只能接近水的汽化温度，所以炭化室中心处装煤后7-8小时内其温度一直停留在1100℃左右。

由于上述原因，配合煤水分每增加1%，要立火道温度上升5-70℃，炼焦耗热量增加约30kj/kg，结焦时间将延长10-15分钟。

由此可见，生产中装炉煤水分波动大时，造成炉温调节困难，焦饼温度过高或过低。

因此规程中规定相邻的配合煤水分波动不应大于1%。

在装煤初期，由于炭化室墙面与煤料温度很大，炉墙向煤料迅速传热，而本身温度剧降，煤料水分越大，炭化室墙面温度下降越多，当炉头的炭化室墙面温度降到60℃以下，就会显著地损坏硅砖，影响炉体使用寿命。

但煤料水分过低，使操作条件恶化，装煤时冒烟着火加剧，上升管与集气管焦油渣含量增加，炭化室墙面石墨沉积加快，所以入炉煤料水分控制10%左右为好。

2、灰分

焦炭的灰分来自配煤，因此要严格控制配煤灰分。

配煤的灰分全部转入焦炭，一般炼焦的全焦率为70%-80%，因此焦炭灰分是配煤灰分的1.3-1.4倍左右。

配合煤的灰分高，炼出的焦炭强度低，高灰分的焦炭，在高炉冶炼中，一方面在热作用下裂纹继续扩展，焦炭粉化，影响高炉透气性；另一方面高温下焦炭结构强度降低，热强度差，使焦炭在高炉中进一步破坏。

焦炭的灰分愈高，炼铁时焦炭及石灰石消耗量就增多，高炉的生产能力降低。

一般焦炭灰分每增加1%，高炉中焦炭用量增加2%-2.5%，石灰石增加4%，生铁产量降低2.2%-3.0%，同时灰分中的大颗粒在焦炭中形成裂纹中心，使焦炭的抗碎强度降低，也使焦炭的耐磨性变坏。

所以配合煤的灰分应控制在一定范围之内。

配合煤的灰分是根据部分较高的精煤，则其余成分必须选配较低灰分的单种煤，才能保证焦炭的灰分符合要求。

我国配合煤灰分普遍较高，一般为11%，最高达14%以上，所以焦炭中灰分也较高，一般在13%以上。

我国配合煤灰分高的原因是洗精煤灰分偏高，尤其是焦煤、肥煤含灰高且难洗。

而高挥发分弱粘结煤不仅储量多，且灰分低又易洗。

所以多配高挥发分低灰分煤，适量少配高灰煤采用预热煤炼焦或配型煤炼焦是降低配合煤灰分的一条有效途径。

为稳定焦炭质量，相邻班组配合煤灰分波动应控制在±0.5%范围内。

3、硫分

硫在煤中以黄铁矿、硫酸盐及硫的有机化合物三种形态存在。

硫分也是有害杂质，焦炭中的硫在熔炼时转入铁中，降低铁的质量。

煤中硫分约60%-70%转入焦炭。

所以焦炭硫分约为配合煤硫分的80%-90%。

据此可以算出配合煤硫分的上限值。

配合煤硫分可由单种煤按加和性计算。

焦炭含硫量高，将使生铁含硫量提高，降低质量；另外增加炉渣碱度；特别是焦炭含硫量波动较大时对高炉操作指标影响很大。

当焦炭硫分每增加0.1%，炼铁焦比增加1.2%-2.0%，生铁产量减少2%以上。

当焦炭作为燃料时，硫燃烧后生成硫化氧物气体。

它对金属起腐蚀作用。

当焦炭用于汽化时，所生成气体需要脱除硫化物，才能使用。

因此配合煤分应严格控制。

一般要求配煤的硫分不应大于1%。

为降低配合煤中的硫分可采用洗选法、萃取法等脱硫技术，但均未形成经济实用的工业法。

才能从当前实际情况出发用配入含硫量较低煤种来降低配合煤的硫分是常用的途径之一。

4、挥发分

配煤的挥发分高低，决定煤气和化学产品的产率，同时对焦炭强度也有影响。

生产实践表明：

配煤挥发分Vdaf增加1%，焦炭抗碎强度指标M40下降2%，焦炭耐磨强度指标增加0.2%。

这是由于挥发分过高使炼焦煤料的收缩系数大，焦炭的平均粒度小，抗碎强度低。

大型高炉用焦的常规炼焦配合煤的挥发分指标控制在26%-28%为宜。

在保证焦炭质量的前提下，尽可能地多配高挥发分弱粘结性煤，考虑地区资源及用户要求等，可以使配煤挥发分可以更高一些。

另外还要结合粘结性指标的适宜范围统筹考虑。

配合煤的挥发分可以按加和性近似计算，也可直接测定。

5、粘结性

粘结性是煤在炼焦时，能形成塑性物的性能。

煤加热生成胶质体中的液体部分多少决定了煤粘结性的好坏。

为了获得熔熔良好，耐磨性能好的焦炭，配煤应有足够的粘结性。

煤的粘结性是有相加性的。

煤的粘结性指标，国际煤分类中用罗加指数和标准坩埚观察焦饼形态的方法。

我国采用胶质层最大厚度y值和粘结指数G值的方法。

膨胀压力是粘结性煤成焦的特征，不粘结煤没有膨胀压力。

膨胀压力可以使胶质体均匀地分布于煤粒之间，有助于煤料的粘结作用。

膨胀压力和y值，可以作为胶质体的质量指标，结焦性好的煤其膨胀压力为8-15kPa，y值为16-18mm。

我国生产配煤的y值一般为16-20mm，粘结指数G值为58-72。

配煤的y值和G值均可按加和性计算得出，也可直接测定。

配合煤的膨胀压力不能从各单种煤的膨胀压力按可加性计算，所以配合煤的膨胀压力只能用实验测定，在确定配煤方案时，有两点可以作参考：

一是常规炼焦配煤的范围内，煤的变质程度高的则膨胀压力大，二是增大堆密度，膨胀压力增大。

6、细度

细度是煤料经粉碎之后，小于3mm的煤料占全部煤料的质量百分数。

目前我国焦化厂一般控制炼焦煤细度为80%左右。

相邻班组细度波动不应大于1%。

细度过低，煤种之间混合不均匀，势必影响焦炭内部结构不均一，使焦炭强度降低。

但细度过高不仅增加了粉碎机的动力消耗，生产能力降低；还使得装炉操作困难，由于煤尘的增多，加速上升管堵塞。

焦油渣量增大，使焦油质量不合格；更重要的是由于细度过高，使粘结性煤产生“破粘”现象，降低焦炭质量。

当煤料细度过高时，反使得装炉煤的堆密度下降，因而也影响了焦炭质量。

第三节炼焦配煤工艺

炼焦煤的配合工作在焦化厂的备煤车间进行，工艺流程有以下几种：

1、先配后粉流程。

将参与炼焦单种煤，按配煤比先配合好然后再进行粉碎。

这种工艺流程简单、设备少、操作方便，使用于煤料粘结较好、煤质较均匀的情况。

这种流程不能按不同煤种控制不同的粉碎粒度，当煤质条件差、岩相不均匀时不宜采用。

我国大部分焦化厂采用这种流程。

2、先粉后配流程（分组粉碎）。

对于参与炼焦的单种煤，按性质不同进行不同细度的粉碎，然后按配煤比混合均匀。

这种工艺流程长、工艺复杂，需多台粉碎机，配煤以后要有混合装置，所以投资大、操作复杂。

该流程是按各单种煤的性质分别控制不同的粉碎粒度，保证煤料最佳粒度范围，有助于提高焦炭质量。

为了简化这种流程，可采取只对一部分单种煤进行单独粉碎，然后再与其他煤配合、粉碎的方法。

一般进行预粉碎的煤种粉碎性能差。

气煤和瘦煤硬度较大，一般只对气煤进行预粉碎。

这样可以改善煤料的粒度分布，对于不同的配煤选择适宜的预粉碎细度有助于提高焦炭质量。

有试验表明：

对气煤预粉碎炼焦后，焦炭抗碎强度指标M40提高2%以上，耐磨性指标M10降低0.5%以上。

3、选择粉碎流程。

按参与配煤炼焦的各煤种和岩相组成的硬度的不同，以及要求的粉碎的粒度不同，将粉碎与筛分相结合。

煤料经过筛分装置，大颗粒的上物进入粉碎机再粉碎。

这样既消除了大颗粒，也防止了粘结性好的煤种的过细粉碎，从而改善了结焦过程。

复习思考题

1、配煤的目的和意义？

答：

从前，炼焦只用单种焦煤，由于炼焦工业的发展，焦煤的储量开始感到不足。

而且还存在着煤炼得的焦饼收缩小，推焦困难；焦煤膨胀压力很大，容易胀坏炉体；焦煤挥发分少，炼焦化学产品产率小等缺点。

为了克服这些缺点，采用了多种煤的配煤炼焦。

配煤炼焦扩大了炼焦煤资源，把不能单独炼成合格冶金焦的煤，经过几种煤配合可炼出优质焦炭，还可以降低煤料的膨胀压力，增加收缩，利于推焦，并可提高化学产品产率。

配煤炼焦可以少用好焦煤，多用结焦性差的煤，使国家资源不但利用合理，而且还能获得优质产品。

2、配煤的原则？

答：

为了保证焦炭质量，又利于生产操作，在确定配煤方案时，应考虑以下几项原则：

1、配合煤的性质与本厂的煤料预处理工艺以及炼焦条件相适应，保证焦炭质量达到规定的技术质量指标，满足用户的要求。

2、符合区域配煤的原则，有利于扩大炼焦煤资源，充分利用弱粘结煤。

3、有利于增产焦炉煤气及化学产品，控制煤料受热所产生的膨胀压力，避免难推焦。

4、缩短来煤的平均距离，便于车辆调配，避免“违流”现象。

5、来煤数量均衡，质量均匀。

6、降低生产成本，有经济效益。

要确定炼焦配煤的配煤比，除了符合以上各点基本原则之外，首先要做配煤试验。

在试验前，要将各单种煤的工业分析和胶质层厚度、G值等有关指标测定完，再按一定配合比例对配煤中的水分、灰分、硫分、挥发分、y值、G值等进行加和计算，当发现有的指标有问题时，重新调整配合煤的配煤比。

使配煤比满足配煤工艺指标的要求。

按比例配合好的炼焦煤进行小焦炉（或铁箱）试验。

炼出的焦炭符合技术质量指标要求，即把这个配煤比定为焦炉生产的配煤比。

在焦化厂生产中，需要变更配煤比时，一般是根据实践经验适当增减某几种煤，或者按煤场贮存某种煤数量的情况调整配煤比。

第二章捣固炼焦

第一节捣固炼焦技术

捣固炼焦是利用弱粘结性煤炼焦的最有效加工方法。

与煤预热、配型煤炼焦技术相比，捣固炼焦技术的综合效果最好。

1、捣固炼焦的基本原理

一般采用高挥发分弱粘结性或中等粘结性煤作为炼焦的主要配煤组分。

将煤粉碎至一定细度后，用机械捣固成煤饼，送进焦炉炭化室内炼焦。

2、捣固炼焦的工艺流程

气煤瘦化剂

↓↓

洗精煤焦煤→选择性粉碎→配煤→洗粉碎→煤塔→捣固成型→焦炉

↑↑

瘦煤调湿

3、捣固炼焦的技术要求和效果

1）煤质要求捣固炼焦采用高挥发分弱粘结性煤或中等粘结性煤为配煤的主要组分，要求挥发分在30%左右，粘结性指标y值11-14mm。

按国际煤炭分类以633号、634号最适合于捣固炼焦。

如用60%-70%的高挥发分气煤或1/3焦煤，配以适量的焦、瘦煤，则其捣固炼焦的效果更好。

2）煤料粉碎为了确保捣固煤饼的稳定性，捣固煤料的粉碎度应保持在粒度≤3mm的占90%-93%，其中粒度∠0.5mm的应在40%-50%之间。

3）煤料水分捣固煤料的水分是煤粒之间的粘结剂，水分少于8%时，煤饼松散，不能粘结在一起；水分过大时，煤饼容易塌落，合适的水分一贯在8%-11%，最好控制在9%-10%。

因此，在配煤之前，对煤料的水分要严格控制。

4）煤料的捣固煤料在煤箱内用捣固锤捣成煤饼。

煤饼的尺寸应与焦炉炭化室尺寸相当，其长度应较炭化室有效长度小250mm左右，高度应较炭化室高度低200-300mm，宽度应较炭化室宽度窄40-60mm。

5）捣固设备它包含料仓、给料机、捣固机和捣固煤箱。

炭化室高4m的机械约重450t，炭化室高6m的机械约1350t。

国内现有的模式均为离式的，即料仓、给料机和捣固机组合成一个固定的地面捣固站，捣固煤箱与推焦机组合成装煤推焦机（成为移动机械）。

6）捣固炼焦效果装炉煤料捣固成煤饼后装炉，其体积目睹可以提高到950-1150kg/m3，重量增加27%。

炼出的焦炭比顶装焦炉生产的焦炭M40提高1%-6%，M10降低2%-4%，反应后强度（CSR）提高1%-6%。

在相同焦炭质量下，可多用20%~25%的高挥发分弱粘结性煤，可使入炉煤料中高挥发分弱粘结性煤的配入量高达70%-80%。

第二节捣固炼焦机械

1、捣固机

捣固机是将煤槽中的煤粉捣实并最终形成煤饼的机械。

有可移动式的车式捣固机和固定位置连续成排捣固机两种。

可移动式的捣固机上有总行传动机构，每个捣固机上有2-4个捣固锤，由工人操作，沿煤饼方向往复移动，分层将煤饼捣实，煤塔给料器采用人工控制分层给料的方式。

连续捣固机的捣固锤头多，沿煤饼排开。

在加煤时，锤头不必来回移动或在小距离内移动，实现连续捣固，煤塔给料器采用自动控制均匀薄层连续给料。

2、装煤推焦机

捣固焦炉的装煤推焦车完成的功能除了有顶装焦炉推焦机的摘门、推焦外，增加了推送煤饼的操作，取消平煤操作。

相应的车辆上增加了捣煤饼用的煤槽及往炉内送煤饼的托煤板等机构，取消了平煤机构。

通常装煤箱的一侧是固定壁，另一侧是活动壁，装煤饼前活动壁张开，行程约20mm。

煤箱前部有一可张开的前臂板，装煤饼时打开，煤饼由此推出。

煤饼箱后部有一顶板，装煤时与托煤板一起运动，装完煤抽托煤板时由煤箱侧壁锁紧机构夹住，顶住煤饼，抽完托煤板后，夹紧机构放开，由卷扬机构拉回。

煤饼箱下有托煤板，有一链式传动机构带动，在装煤时托着煤饼一起进入炭化室，装完煤后抽出。

3、消烟车

消烟车的作用是将在推送煤饼过程中产生的大量荒煤气抽出燃烧，废气经洗涤处理后外排。

消烟车通常有燃烧室、洗涤器、脱水器、风机、供水槽、排水槽及车体的钢结构与走行机构等组成。

复习思考题

1、捣固炼焦的基本原理？

答：

一般采用高挥发分弱粘结性或中等粘结性煤作为炼焦的主要配煤组分。

将煤粉碎至一定细度后，用机械捣固成煤饼，送进焦炉炭化室内炼焦。

2、捣固炼焦的技术要求？

答：

1）煤质要求捣固炼焦采用高挥发分弱粘结性煤或中等粘结性煤为配煤的主要组分，要求挥发分在30%左右，粘结性指标y值11-14mm。

如用60%-70%的高挥发分气煤或1/3焦煤，配以适量的焦、瘦煤，则其捣固炼焦的效果更好。

2）煤料粉碎为了确保捣固煤饼的稳定性，捣固煤料的粉碎度应保持在粒度≤3mm的占90%~93%，其中粒度∠0.5mm的应在40%-50%之间。

3）煤料水分捣固煤料的水分是煤粒之间的粘结剂，水分少于8%时，煤饼松散，不能粘结在一起；水分过大时，煤饼容易塌落，合适的水分应在8%-11%，最好控制在9%-10%。

因此，在配煤之前，对煤料的水分要严格控制。

4）煤料的捣固煤料在煤箱内用捣固锤捣成煤饼。

煤饼的尺寸应与焦炉炭化室尺寸相当，其长度应较炭化室有效长度小250mm左右，高度应较炭化室高度低200-300mm，宽度应较炭化室宽度窄40--60mm。

第三章焦炉概述

第一节焦炉炉体结构及炉型

一、焦炉炉型的分类

根据火道结构形式的不同，焦炉可分为二分式焦炉，双联火道焦炉及少数的过顶式焦炉。

根据加热煤气种类的不同，焦炉可分为单热式焦炉和复热式焦炉。

根据煤气入炉的方式不同，焦炉可分为下喷式焦炉和侧入式焦炉。

二、现代焦炉的结构

现代焦炉虽有多种炉型，但都有共同的基本要求：

①焦并长向和高向加热均匀，加热水平适当，以减轻化学产品的裂解损失。

②劳动生产率和设备利用率高。

③加热系统阻力小，热工效率高，能耗低。

④炉体坚固、严密、衰老慢、炉龄长。

⑤劳动条件好，调节控制方便，环境污染少。

1、炭化室

增大炭化室的容积是提高焦炉生产能力的主要措施之一。

（1）、炭化室的长度

大型焦炉一般为13～16米，随着长度的增加，焦炉的生产能力成比例地增加，长度增加的极限取决于技术装备的条件。

炭化室的有效长度取决于炉门及衬砖的厚度，此厚度一般为365～420mm。

（2）、炭化室的高度

大型焦炉一般为4～6米。

增加高度可以增加焦炉的生产能力，且由于煤料堆密度的增加而有利于焦炭质量的提高，但受到高向加热均匀性的限制，而且炉门、炉门框生产时的清扫都将增加困难。

（3）炭化室宽度

炭化室的宽度对焦炉的生产能力与焦炭质量均有影响，增加宽度虽然焦炉的容积增大，装煤量增多，但因煤料传热不良，随炭化室宽度的增加，结焦时间大为延长，结焦速度降低。

2、燃烧室

（1）结构形式与材质

燃烧室火道一般分为二分式和双联火道式两种，国内个别老焦炉还有过顶式。

二分式焦炉的最大优点是结构简单，异向气流接触面少，但由于有水平集合烟道，使气流沿燃烧室长向分配不易均匀，同时削弱了砌体的强度。

双联火道结构，具有加热均匀，气流阻力小，砌体强度高等优点，但异向气流接触面多，焦炉老龄时易串漏，结构较复杂，砖型多，故我国小型焦炉均不采用。

燃烧室材质一般均用硅砖砌筑。

为进一步提高焦炉的生产能力和焦炉的强度，有发展为采用高密度硅砖的趋势。

（2）高向加热

高低灯头系双联火道中单数火道低灯头、双数火道高灯头，使火焰在不同的高度燃烧。

由于高灯头高出火道底面一段距离才送出煤气，自斜道来的空气常易将高灯头下面砖缝的石墨烧掉，造成串漏。

废气循环是目前实现燃烧室高向加热均匀简单而有效的方法。

此法的原理是利用循环废气降低可燃气体混合物中可燃成分的浓度，减慢燃烧速度，从而拉长了火焰，使高向加热均匀。

（3）加热水平高度

它影响炉顶空间结石墨的程度和化学产品的质量。

加热水平高度由以下三个部分组成：

一是煤线距炭化室顶部的距离，即为炉顶空间高度，一般大型焦炉为300mm，中小型焦炉为150-200mm；二是煤料结焦后的垂直收缩量，它取决于煤料的收缩性及炭化室的有效高度，一般为有效高度的5-7﹪；三是考虑到燃烧室顶对焦炭的传热，炭化室中成熟后的焦饼顶面高应比燃烧室顶面高出200-300mm（大焦炉）或100-150mm（小焦炉）。

3、蓄热室

对于蓄热室的基本要求是气流分配均匀，蓄热效率高，串漏少和防止局部高温。

当蓄热室上升气流时，废气盘关闭，蓄热室下降气流时则空气盘关闭。

上升气流由小烟道一侧的空气盘进入，经蓄热室上升，在燃烧室燃烧后废气从相邻蓄热室下降，并由小烟道另一侧的废气盘排出

蓄热室隔墙的炉头部位，因受外界大气温度的影响，温度波动较大，硅砖砌成的炉头隔墙易产生一些裂纹，因此有些焦化厂的焦炉在蓄热室炉头部位也采用高铝砖直缝结构。

蓄热室的封墙一定要注意隔热，要注意严密，封墙一般用粘土砖及隔热砖砌成，总厚度约为400mm。

4、斜道区

蓄热室和燃烧室间借助于斜道相互连通，斜道所在的砌体称为斜道区。

由于斜道是斜的，而且上下口径又不相等，不同气流相互交叉，又有砖煤气道和膨胀缝，所以斜道区的结构是焦炉中砖型最多，结构最复杂，砌筑要求最严格的部位。

侧入式焦炉，各烧嘴断面积之和约为水平砖煤气道断面的60~70％为宜，太大则各烧嘴的调节灵敏性差；太小则增加砖煤气道内煤气压力，易漏气，且除碳空气不易进入，容易使砖煤气道堵塞。

5、基础平台与烟道

基础位于炉体的底部，它支撑整个炉体，炉体设施和机械的重量，并把它传到地基上去。

大型焦炉的基础均用钢筋混凝土浇灌而成，小型焦炉的基础一般不需配筋，只有当地基的土质不均匀时，才配少量钢筋。

5、炉顶

炭化室封顶砖以上部位为炉顶。

砌有装煤孔、上升管孔、看火孔、烘炉孔及拉条沟等。

为减少炉顶散热，改善炉顶的操作条件，炉顶不受压部位砌有隔热砖。

炉顶厚度一般为900--1200mm。

在多雨地区，炉顶最好有一定的坡度以供排水。

第二节护炉设备

一、护炉设备的作用

护炉设备的主要作用是利用可调节的弹簧的势能，连续地向砌体施加足够的、分布均匀合理的保护性压力，使砌体在自身膨胀和外力作用下仍能保持完整、严密，从而保证焦炉的正常生产。

1、炉体纵向膨胀及护炉设备的作用

炉体纵向膨胀靠设在斜道区和炉顶区的膨胀缝吸收，正常情况下，抵抗墙只产生有限的向外倾斜，砌体在纵向膨胀时对两端抵抗墙产生向外的推力。

与此同时，抵抗墙和纵拉条的合结构给砌体以保护性压力。

纵拉条失效是抵抗墙向外倾斜的主要原因，这不仅不利于炉体的严密性，而且使炭化室墙呈扇形向外倾斜。

2、炉体横向膨胀及护炉设备的作用

炉体横向（即燃烧室长向）膨胀不设膨胀缝，烘炉期间，随炉温升高炉体横向逐渐伸长。

投产后4.2年内，由于二氧化硅继续向鳞石英转化，炉体继续伸长，以后逐渐稳定。

正常情况下，年伸长量在5mm以下。

要求护炉设备加给砌体的高向保护性压力，应同各部位的膨胀量相适应。

3、护炉设备的其它作用

在结焦过程中煤料膨胀以及推焦时焦饼压缩所产生的侧压力，使燃烧室整体受弯曲应力，在伸长的一侧产生拉应力。

炉墙内从炭化室侧到燃烧室侧的温差，也使炭化室墙产生拉应力。

因此护炉设备的作用也在于用保护性压力来抵消这些拉应力。

此外，开关炉门时炉体受到强大的冲力。

摧焦时焦饼被压缩后产生的静弯摩擦力等，都需要护炉设备将砌体箍紧，才能具有足够的结构强度。

另外，炉柱还是机焦侧操作台和集气管等设备的支架。

二、保护板和炉门框

保护板与炉门框的主要作用是将保护性压力均匀合理地分布在砌体上，同时保证炉头砌体、保护板、炉门框和炉门刀边之间的密封。

因此，要求其紧靠炉头且弯曲度不能过大。

炉门框是固定炉门的，为此要求炉门框有一定的强度和刚度，加工面应光滑平直，以使与炉门刀边严密接触，密封炉门。

炉门框安装时，应垂直对正，四周均匀填好密封材料，并使其压紧。

炉门框周边的筋可以减少炉门冒出的烟火直接接触炉柱，起保护炉柱的作用，故不能过矮。

生产中，炉门框的刀封面应保持清洁，炉门刀边才能与其严密接触，避免冒烟冒火。

三、炉柱、拉条和弹簧

1、炉柱的作用

炉柱是用工字钢（或槽钢）焊接而成的，也可由特制的方型的空心钢制成，安装在机、焦侧炉头保护板的外面，由上下横拉条将机、焦两侧的炉柱拉紧。

上部横拉条的机侧和下部横拉条的机焦两侧均装有大弹簧。

焦侧的上部横拉条因受焦并推出时烧烤，故不设弹簧。

炉柱内沿高向装有若干小弹簧。

炉柱是护炉设备的最主要的部件。

炉柱的作用就是将弹簧的压力传给炉体，只要这个压力使砖的裂缝和砖缝始终处于压缩状态，就可以控制炉体伸长，使炉体完整严密。

炉柱还起着架设机、焦侧操作台、支撑集气管的作用。

生产上一般采用三线法测量炉柱的曲度。

三线法是在焦炉两端抵抗墙，分别在炉门上下横铁和篦子砖的标高处，设置上中下三个测线架沿焦炉炉组方向安装三条直径为1～1.5mm的用松紧器拉紧的细丝，三条线应在同一垂直平面上，不使碰触任何物体，然后测出从炉柱到钢丝的水平距离，其计算公式为：

W＝（a-b）+（c-d）h/H

W---炉柱曲度

a---上线到炉柱的距离

b---中线到炉柱的距离

c---下线到炉柱